專利名稱：一種細(xì)菌纖維素從母液中快速分離提純方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)從液體發(fā)酵培養(yǎng)基中直接取出的細(xì)菌纖維素進(jìn)行快速提純的方法，具體地說涉及一種用堿液和無機(jī)酸溶液分別對(duì)纖維素濕膜進(jìn)行短時(shí)間的處理，獲得外觀潔白透明、有較好純度的細(xì)菌纖維素濕膜的一種方法。
背景技術(shù)：
細(xì)菌纖維素是由微生物產(chǎn)生的一類纖維素，醋酸菌產(chǎn)生細(xì)菌纖維素，有利于其自身的生命活動(dòng)，在液體環(huán)境中，纖維素表面液膜的形成可幫助醋酸菌菌體維持在氧氣較充足的液面生長。細(xì)菌纖維素的生物合成可分為聚合、分泌、組裝與結(jié)晶四大過程，這四大過程是高度耦合的，并和細(xì)胞膜上的特定位點(diǎn)密切相關(guān)。Ross等人發(fā)現(xiàn)A.xylinum所產(chǎn)生的纖維素并不是形成細(xì)胞壁的一部分，而是通過細(xì)胞膜微孔分泌到菌體外，細(xì)菌纖維素的分泌過程是伴隨其生物合成同時(shí)進(jìn)行的。隨著菌體的生長，大約12至70分子的細(xì)菌纖維素從細(xì)胞表面間隔大約10nm的微孔同時(shí)分泌到培養(yǎng)液中，在細(xì)胞表面這些纖維素分子通過氫鍵相互連接，形成纖維素的纖絲，這些纖絲不僅可以將細(xì)胞包埋其中而且細(xì)菌纖維素纖絲的網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)也便于其他菌體或非纖維素分泌物的填充，這些雜質(zhì)對(duì)纖維素膜的抗張強(qiáng)度、楊氏模量、結(jié)晶度、滲透度等都有影響。純的細(xì)菌纖維素X-衍射的分析顯示了細(xì)菌纖維素具有高度規(guī)則的晶體結(jié)構(gòu)。因而獲得高純度的細(xì)菌纖維素濕膜對(duì)今后細(xì)菌纖維素再搞技術(shù)層面的應(yīng)用有著積極作用。
根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，目前提取細(xì)菌纖維素的方法大多是在堿液中于100℃煮沸，或者是先離心再在堿液中煮，這些操作的時(shí)間大都需要一個(gè)小時(shí)以上才能得到較為純凈的細(xì)菌纖維素。然而由于堿液的長時(shí)間浸泡以及煮沸難免會(huì)對(duì)細(xì)菌纖維素的表面結(jié)構(gòu)造成破壞，從而對(duì)細(xì)菌纖維素膜產(chǎn)生一系列不良影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種細(xì)菌纖維素從母液中快速分離提純方法，以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足或缺陷，滿足生產(chǎn)和生活的需要。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種細(xì)菌纖維素從母液中快速分離提純方法，包括如下步驟(1)將細(xì)菌纖維素濕膜置于蒸餾水中，配制濃度為1～9％的堿溶液和1～10％的酸溶液，分別在數(shù)顯恒溫磁力攪拌器的作用下恒溫至20～60℃；(2)將細(xì)菌纖維素濕膜置于所配的堿液中，溶脹3～10min取出，放入所配制的酸溶液中，在轉(zhuǎn)速為100～700rpm磁力攪拌器的作用下浸泡4～8min；(3)取出纖維素濕膜沖洗2～3次，放冰箱內(nèi)保存。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案所述的產(chǎn)細(xì)菌纖維素的菌種包括木醋桿菌(Acetobacter xylinum)、產(chǎn)醋桿菌(A.acetigenum)、醋化桿菌(Acetobacteraceti)、巴氏醋桿菌(Acetobacterpasteurianus)、葡萄糖桿菌(Gluconobaterspp)、農(nóng)桿菌(Agrobaterium tumefaciens)、根瘤菌(Rhizobium trifolii)、八疊球菌(Sarcina ventriculi)、洋蔥假單胞菌(Seudomonas cepacia)、椰毒假單胞菌(P.cocovenenans)、空腸彎曲菌(Campylobater jejuni)中的一種或幾種；所述的堿溶液包括NaOH溶液、KOH溶液、氨水溶液、NaHCO3溶液中的一種或幾種；所述的酸溶液包括H2SO4溶液、HCl溶液、CH3COOH溶液中的一種或幾種；所述的堿溶液和酸溶液可重復(fù)使用。
本發(fā)明的原理是細(xì)菌纖維素濕膜在較高溫度堿液的作用下先溶脹，纖維素網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)包裹或附有的發(fā)酵液、蛋白質(zhì)、脂肪、菌體以及細(xì)菌分泌物能溢出或松動(dòng)，而后用無機(jī)酸中和濕膜表面過量的堿液，在離心攪拌的作用下使雜質(zhì)脫離膜體浮于液面。
本發(fā)明的有益效果是(1)溶液不是單純用堿液，還有酸液，在提純中期纖維素膜表面攜帶的堿液可以中和掉。
(2)提純過程中溶液溫度不高、反應(yīng)時(shí)間不長，不會(huì)對(duì)纖維素結(jié)構(gòu)造成大的危害。
(3)由于使用溶液無揮發(fā)性，無毒性，因而不會(huì)對(duì)環(huán)境和操作人員造成危害。
(4)操作后的溶液用PH計(jì)經(jīng)簡單的調(diào)節(jié)又可重復(fù)使用，縮短了提取周期。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
實(shí)施例1將木醋桿菌產(chǎn)的細(xì)菌纖維素濕膜置于蒸餾水中，配濃度為5％的NaOH溶液和9％的H2SO4溶液，分別在數(shù)顯恒溫磁力攪拌器的作用下恒溫至40℃，將細(xì)菌纖維素濕膜置于NaOH溶液中，溶脹5min后取出，堿液可保留多次使用；接著把細(xì)菌纖維素放入溫度為40℃、濃度為9％的H2SO4溶液中，開啟調(diào)速按鈕將轉(zhuǎn)速調(diào)至500rpm工作5min，纖維素在旋轉(zhuǎn)的過程中其內(nèi)部松動(dòng)的雜質(zhì)在離心力的作用下進(jìn)入溶液；取出纖維素濕膜并沖洗2遍至于冰箱內(nèi)保存，酸液可稍加調(diào)整重復(fù)使用。
實(shí)施例2將葡萄糖桿菌產(chǎn)的細(xì)菌纖維素濕膜置于蒸餾水中，配濃度為1％的NaOH溶液和1％的H2SO4溶液，分別在數(shù)顯恒溫磁力攪拌器的作用下恒溫至60℃，將細(xì)菌纖維素濕膜置于NaOH溶液中，溶脹3min后取出，堿液可保留多次使用；接著把細(xì)菌纖維素放入溫度為45℃、濃度為8％的H2SO4溶液中，開啟調(diào)速按鈕將轉(zhuǎn)速調(diào)至700rpm工作4min，纖維素在旋轉(zhuǎn)的過程中其內(nèi)部松動(dòng)的雜質(zhì)在離心力的作用下進(jìn)入溶液；取出纖維素濕膜并沖洗3遍至于冰箱內(nèi)保存，酸液可稍加調(diào)整重復(fù)使用。
實(shí)施例3將根瘤菌產(chǎn)的細(xì)菌纖維素濕膜置于蒸餾水中，配濃度為9％的NaOH溶液和10％的H2SO4溶液，分別在數(shù)顯恒溫磁力攪拌器的作用下恒溫至20℃，將細(xì)菌纖維素濕膜置于NaOH溶液中，溶脹10min后取出，堿液可保留多次使用；接著把細(xì)菌纖維素放入溫度為40℃、濃度為9％的H2SO4溶液中，開啟調(diào)速按鈕將轉(zhuǎn)速調(diào)至100rpm工作8min，纖維素在旋轉(zhuǎn)的過程中其內(nèi)部松動(dòng)的雜質(zhì)在離心力的作用下進(jìn)入溶液；取出纖維素濕膜并沖洗2遍至于冰箱內(nèi)保存，酸液可稍加調(diào)整重復(fù)使用。
經(jīng)化學(xué)分析，細(xì)菌纖維素的純度達(dá)到99.1％；將回收的堿液和酸液稍加調(diào)整后重復(fù)上述操作，發(fā)現(xiàn)新提純后的細(xì)菌纖維素純度為97.5％，仍有較高的純度，即堿液和無機(jī)酸的重復(fù)使用對(duì)細(xì)菌纖維素提純過程的影響很小。
權(quán)利要求
1.一種細(xì)菌纖維素從母液中快速分離提純方法，其特征在于包括如下步驟(1)將細(xì)菌纖維素濕膜置于蒸餾水中，配制濃度為1～9％的堿溶液和1～10％的酸溶液，分別在數(shù)顯恒溫磁力攪拌器的作用下恒溫至20～60℃；(2)將細(xì)菌纖維素濕膜置于所配的堿液中，溶脹3～10min取出，放入所配制的酸溶液中，在轉(zhuǎn)速為100～700rpm磁力攪拌器的作用下浸泡4～8min；(3)取出纖維素濕膜沖洗2～3次，放冰箱內(nèi)保存。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提純方法，其特征在于所述的產(chǎn)細(xì)菌纖維素的菌種包括木醋桿菌、產(chǎn)醋桿菌、醋化桿菌、巴氏醋桿菌、葡萄糖桿菌、農(nóng)桿菌、根瘤菌、八疊球菌、洋蔥假單胞菌、椰毒假單胞菌、空腸彎曲菌一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提純方法，其特征在于所述的堿溶液包括NaOH溶液、KOH溶液、氨水溶液、NaHCO3溶液一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提純方法，其特征在于所述的酸溶液包括H2SO4溶液、HCl溶液、CH3COOH溶液中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提純方法，其特征在于所述的堿溶液和酸溶液可重復(fù)使用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種細(xì)菌纖維素從母液中快速分離提純方法，包括如下步驟將細(xì)菌纖維素濕膜置于蒸餾水中，配制濃度為1～9％的堿溶液和1～10％的酸溶液，分別在數(shù)顯恒溫磁力攪拌器的作用下恒溫至20～60℃；將細(xì)菌纖維素濕膜置于所配的堿液中，溶脹3～10min取出，放入所配制的酸溶液中，在轉(zhuǎn)速為100～700rpm磁力攪拌器的作用下浸泡4～8min；取出纖維素濕膜沖洗2～3次，放冰箱內(nèi)保存。本發(fā)明的有益效果是(1)溶液不是單純用堿液，還有酸液；(2)提純過程中溶液溫度不高、反應(yīng)時(shí)間不長；(3)由于使用溶液無揮發(fā)性，無毒性；(4)溶液可重復(fù)使用，縮短了提取周期。
文檔編號(hào)D21C5/00GK1837460SQ20061002600
公開日2006年9月27日 申請(qǐng)日期2006年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月25日
發(fā)明者孫曉玉, 王華平, 顏志勇, 石帥科, 陳仕艷, 鄒瑜, 王彪, 張玉梅 申請(qǐng)人:東華大學(xué)